王立武

（承德金潤德規(guī)劃設(shè)計有限公司，河北 承德 067000）

地質(zhì)災(zāi)害的表現(xiàn)形式多樣，不同的自然地質(zhì)環(huán)境易發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害也不同，如地震、泥石流、山體滑坡、土地沼澤化、土地砂化等，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的眾多原因中，水文地質(zhì)因素值得引起重視，尤其是地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)，因為地下水資源體系失衡，使得原有的地質(zhì)災(zāi)害防御機制失效，更需加強對地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)域的水位地質(zhì)環(huán)境的勘查。

1 水文地質(zhì)概念簡述

地下水是水資源的重要組成部分，包括大氣降水至地表，與江河湖海等原有的地表水一并滲透至地表之下的空隙，區(qū)域分布廣泛，具有強大的蓄水調(diào)節(jié)能力，是人類生活用水和農(nóng)業(yè)用水的基礎(chǔ)來源之一，組成了大自然的內(nèi)循環(huán)。水文地質(zhì)，就是以地下水資源和水文地質(zhì)環(huán)境為主要研究對象，探究地下水資源的形成條件、分布規(guī)律、物理化學(xué)特性、運動規(guī)律、對地質(zhì)的影響等各種專業(yè)問題。

水文地質(zhì)，主要指的就是自然界中地下水的各種運動和變化的現(xiàn)象，這些構(gòu)成了水文地質(zhì)環(huán)境變化的主要因素。地下水在一定的條件下，其結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化。例如，地下水在一些外在因素的影響下，可能會引起沼澤化、滑坡、地面下沉等地質(zhì)災(zāi)害。按照地下水的不同來源，地下水的補給形式有地表水的滲入和大氣降水。另外，地下水還可以通過地下暗河滲透的方式，對河流、沼澤以及湖泊等進(jìn)行補給，地下水也可能直接流入海洋。地下水的上層部分，在土壤中有一部分水分直接蒸發(fā)掉了，還有一部分被植物的根系吸收，最后散發(fā)到空氣中去，促進(jìn)地球上水資源的循環(huán)。在這個過程中，由于受到一些地形、地貌的影響，地下水的運動可能會導(dǎo)致滑坡、溶蝕以及地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害。

水資源是人類社會賴以生存的最重要的自然資源之一，地下水在其中占有重要的地位。隨著人類社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們追求更潔凈的日常生活環(huán)境，以及更高效率的工業(yè)生產(chǎn)，這對大自然的水資源產(chǎn)生了強烈的需求和依賴。為了經(jīng)濟(jì)效益的快速發(fā)展，很多城鎮(zhèn)企業(yè)對鄰近的地下水予取予奪，長期過度的開采行為，使得地下水位逐漸降低逼近儲水安全線，產(chǎn)生了大量的地下水降落漏斗，還有許多化工企業(yè)為了逃避污水治理的責(zé)任，降低污水治理成本，將未處理的污水直接排入工廠附近的河流或地層，直接破壞當(dāng)?shù)厮Y源。

2 水文地質(zhì)因素對于地質(zhì)災(zāi)害的影響

2.1 地面沉降現(xiàn)象

水文地質(zhì)因素變化會引起地面沉降，即地表部分土壤層向地下沉沒的現(xiàn)象。地下水的存在使得地下結(jié)構(gòu)的密實性與地表表層土壤的結(jié)構(gòu)密度不一樣，加上地殼運動和地下水文運動的共同作用力，土壤結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生改變[1]。研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生地面沉降現(xiàn)象的主要原因有兩點：一是自然重力作用，分布在地表上的松散或半松散的沉積層收到地球重力的吸引向地下沉降，緩慢形成較細(xì)密的巖石層；二是因人為活動導(dǎo)致的地質(zhì)環(huán)境的破壞，如過度開采地下水資源，導(dǎo)致地層地下水位下降和水壓降低，土壤間的有效應(yīng)力增大，地表層的土壤向地層下方壓密，從而形成地面沉降。其中，人為活動引起地面沉降現(xiàn)象的情況較自然重力作用的影響大。

2.2 巖層結(jié)構(gòu)崩塌現(xiàn)象

水文地質(zhì)因素變化會引起巖層結(jié)構(gòu)崩塌，即碳酸鹽巖、鈣質(zhì)碎屑巖等可溶性巖的巖溶從而導(dǎo)致的地面塌陷現(xiàn)象，該現(xiàn)象產(chǎn)生的主要誘因有兩種：一是自然因素如大范圍降水、季節(jié)性洪水、突發(fā)性地震、長期性干旱等不可抗力；二是人為因素如大規(guī)模的抽水、過量排水或者不合理蓄水等人為工程建設(shè)活動，其中人為活動因素的影響和危害性更大。人為工程建設(shè)活動會引起地下水運動，導(dǎo)致地下水動力條件發(fā)生改變，不合理的工程建設(shè)活動極易打破地下水流向和地下水壓的平衡，為巖溶塌陷創(chuàng)造最主要的動力條件。地下水資源在主徑流帶由壓力高處集中流向壓力低處，在地下水資源最集中的排泄帶就最容易發(fā)生巖溶塌陷，還有地下水位埋藏淺、變幅大或在基巖面上下頻繁波動的地帶，以及雙層含水介質(zhì)分布的地段或地下水位急劇變化的地帶，這些地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變、地下水位頻繁變化的區(qū)域都很容易因水文地質(zhì)因素產(chǎn)生巖溶塌陷的現(xiàn)象。

2.3 地基變形現(xiàn)象

地基變形現(xiàn)象主要由脹縮地裂縫引起，多發(fā)生于擁有較大厚度的膨脹土分布區(qū)域。根據(jù)長期觀測資料分析得出，有膨脹土分布的區(qū)域的水位變化呈現(xiàn)出一定的季節(jié)性變化規(guī)律，地下水位在豐水期上升、在枯水期下降，且地下水位的波動范圍在膨脹土分布的底層和頂層之間，因土自然吸水現(xiàn)象，隨著季節(jié)的變化，膨脹土跟隨地下水位的高低變化而發(fā)生土的脹縮現(xiàn)象，從而影響到地面表層之上，誘發(fā)地表出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重的會引起地表的房屋開裂現(xiàn)象。

2.4 砂土液化現(xiàn)象

砂土液化，即滲透性不良的細(xì)砂土或疏松土在一定的動力條件下或水位變化的因素下發(fā)生土壤液化的現(xiàn)象。在地震發(fā)生時，或者水位急劇變化的情況下，細(xì)砂土類或疏松狀的土壤會發(fā)生顆粒的移動，土壤顆粒變密，主要承受壓力的砂土骨架面積變小，同時疏松粉、細(xì)砂土類的滲透性較差，水位的急劇變化會導(dǎo)致孔隙水壓力急劇上升，當(dāng)有效正應(yīng)力減少到零時，砂土體就會完全失去承載能力，顆粒懸浮振動導(dǎo)致砂土液化，孔隙水在壓力的作用下由下向上運動，即“噴水冒砂”現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致地面發(fā)生不均勻的沉陷或者地表建筑物塌陷傾倒現(xiàn)象，危害極大[2]。

總結(jié)水文地質(zhì)因素的變化給地質(zhì)災(zāi)害造成的消極現(xiàn)象，可以得出以下結(jié)論：地下水的流動方向和水壓變化產(chǎn)生動力條件，若地下水循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生突然的變化，極易影響地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性，是土地的承載能力和強度都迅速減弱，從而誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。同時，地下水循環(huán)系統(tǒng)的失衡，多有不合理的人類活動造成，自然災(zāi)害等不可抗力因素影響相對較少。

3 基于水文地質(zhì)因素的地質(zhì)災(zāi)害防御工作

3.1 加強對地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測

為了最大程度地避免地質(zhì)災(zāi)害給人民的生命財產(chǎn)安全帶來的破壞，必須加強對地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測力度，完善對地質(zhì)災(zāi)害的防御體系，采取有效的措施。首先，要加強對當(dāng)?shù)卮笠?guī)模的建筑施工工程的監(jiān)督，規(guī)范施工工序流程，使所有的工程施工符合當(dāng)?shù)卣邩?biāo)準(zhǔn)，避免不當(dāng)?shù)氖┕すば蚱茐漠?dāng)?shù)氐叵滤Y源系統(tǒng)的平衡。還要加強對施工人員的管理，在施工開始之前，對施工人員進(jìn)行全面的專業(yè)培訓(xùn)，告知嚴(yán)格按照施工工序要求活動的重要性，在實際施工過程中，用合理的規(guī)章制度來指導(dǎo)施工人員的活動，避免因人為因素的違規(guī)行為而影響施工工程質(zhì)量，保障施工安全。同時，建立完善的監(jiān)測機制，對工程施工實行全方位全天候的實時監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)風(fēng)險隱患，務(wù)必及時采取改進(jìn)措施，確保施工工程安全有序的進(jìn)行，在這個過程中，也能夠提高管理部門對施工工程質(zhì)量評估的專業(yè)能力[3]。另外，針對地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)地區(qū)，定期進(jìn)行全面的檢測，利用地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的技術(shù)手段和工具，對可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險作出合理的預(yù)判，提前準(zhǔn)備相應(yīng)的防御措施。

3.2 大力治理地下水污染問題

無節(jié)制的污水的排放會同步影響地面表層的生活飲用水和地下水資源生態(tài)，對整個地下水系統(tǒng)造成極大的破壞，從而對水文地質(zhì)因素產(chǎn)生消極影響，因此，必須加強對污水排放管控及地下水污染治理的管理力度，提出明確的具體措施，包括對已經(jīng)受到污染的水資源進(jìn)行治理，以及對未受到污染的水資源進(jìn)行預(yù)防保護(hù)措施這兩個方面。首先，找到污水排放源頭，加強對污染源的控制，避免污水范圍進(jìn)一步擴大。其次，加強污水治理技術(shù)進(jìn)步和污水處理相關(guān)設(shè)備的升級，提高污水治理水平和效率，節(jié)約污水治理成本完善相應(yīng)的污水治理整體方案。然后，加強對地下水資源的環(huán)境監(jiān)測和防控，保護(hù)未受到污染的水資源，從源頭上切斷地下水污染的現(xiàn)象發(fā)生。同時，針對地下水污染監(jiān)測和防治建立相應(yīng)的評價機制，從生態(tài)評價系統(tǒng)的全局觀出發(fā)，運用更加科學(xué)合理的水資源管理體系，才能更加高效和全面地處理地下水污染問題。

4 新形勢下解決水文地質(zhì)因素對地質(zhì)災(zāi)害影響的具體措施

4.1 避免人為因素對地質(zhì)環(huán)境的破壞

未加約束的人為活動常常對自然環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境造成破壞，要解決水文地質(zhì)因素對引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的影響，必須從人為活動做起，避免人為因素造成的環(huán)境破壞和污染。首先，要保護(hù)當(dāng)?shù)氐闹脖桓采w面積，維護(hù)植被覆蓋綠的安全紅線，利用天然的植被的特性來固土保水，在降雨量較大的季節(jié)和天氣時，一定數(shù)量的植被可以保護(hù)地面表層的水土免于大量流失，進(jìn)而保持地表與地下的含水量和水壓的平衡，防止地面沉降。其次，要禁止直接向外排放農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的有害污水，必須對有害污水進(jìn)行相應(yīng)的處理措施，再進(jìn)行循環(huán)利用。最后，要對大規(guī)模的建筑工程建設(shè)項目方案進(jìn)行嚴(yán)格的審查，保證在工程項目施工之前，做好科學(xué)合理的建筑規(guī)劃，預(yù)估其對當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)環(huán)境的影響，避免水文地質(zhì)因素發(fā)生重大改變而失衡的現(xiàn)象，任何可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的大規(guī)模工程建設(shè)都必須及時停止[3]。

4.2 建立對地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防與監(jiān)測管理體系

為了減少地質(zhì)災(zāi)害的頻發(fā)現(xiàn)象帶來的生命財產(chǎn)損失，不僅要預(yù)防和控制水文地質(zhì)環(huán)境的改變，還要建立對地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防與檢測的管理體系，尤其是地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的區(qū)域，應(yīng)該優(yōu)先投入，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c和氣候特色，對當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行具體且全方位的不間斷監(jiān)測，便于敏銳地察覺當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)因素的重要變化，提醒相關(guān)工作人員進(jìn)行分析，并提前制定相對應(yīng)的預(yù)防和應(yīng)對措施。另外，還要對地下水資源的質(zhì)量進(jìn)行全面的監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)地下水資源受到污染的現(xiàn)象，可以通過全面的監(jiān)測系統(tǒng)幫助相關(guān)工作人員找到地下水污染水源頭的具體位置，及時對地下水水污染現(xiàn)象進(jìn)行治理和控制。尤其是遇到工程建設(shè)項目，務(wù)必利用相應(yīng)的法律法規(guī)政策對工程施工單位進(jìn)行嚴(yán)格的管理，約束工程施工單位的水污染或環(huán)境污染行為，提高工程施工單位的工程質(zhì)量和管理效率。

4.3 提前準(zhǔn)備緊急救援方案

地質(zhì)災(zāi)害無法百分百避免，一旦某地發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，無比得到及時的救援，這就要求相關(guān)部門和工作人員提前準(zhǔn)備相應(yīng)的緊急救援方案，最大程度地保障人民的生命財產(chǎn)安全。首先，在平時就要關(guān)注當(dāng)?shù)貐^(qū)域的交通設(shè)施，全面掌握交通路線，抓住地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后的黃金救援時間進(jìn)行救援[5]。其次，重視專業(yè)救援設(shè)施和通訊工具的準(zhǔn)備，定期檢查各類救援設(shè)備的質(zhì)量狀況，保證在實施救援時無設(shè)備之憂、全力以赴。還有，組織相關(guān)人員進(jìn)行救援專業(yè)技能培訓(xùn)，并定期進(jìn)行救援演習(xí)，加強救援專業(yè)能力。最后，加強相關(guān)人員的應(yīng)變能力訓(xùn)練，培養(yǎng)正確的救援意識，以及加強鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)人民的災(zāi)害求生能力，避免在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生過程中發(fā)生踩踏事故。

4.4 合理開發(fā)利用水資源

作為農(nóng)業(yè)和工業(yè)大國，大規(guī)模的農(nóng)業(yè)灌溉及工業(yè)生產(chǎn)都有大量的用水需求，地下水資源屬于戰(zhàn)略性自然資源，且存量有限，過度無節(jié)制地開采行為會使得地下水資源迅速減少，從而引起水文地質(zhì)因素的重大變化，地下水資源的系統(tǒng)平衡一旦被打破，隨之而來的就是地面沉降、巖層結(jié)構(gòu)崩塌、地基變形、砂土液化等現(xiàn)象，極易進(jìn)一步發(fā)展成大規(guī)模的地質(zhì)災(zāi)害，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的生命財產(chǎn)安全都帶來巨大的威脅。因此，務(wù)必保證對自然資源的開采和利用是合理的，避免當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)環(huán)境發(fā)生重大變化，把人為活動因素引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能減到最低。在大面積開采地下資源活動之后，應(yīng)該及時進(jìn)行對應(yīng)的平衡措施，如利用外部河流引流開發(fā)人工湖，對地下介質(zhì)被掏空的區(qū)域進(jìn)行填補等。合理開發(fā)利用自然地下水資源，維護(hù)水文地質(zhì)環(huán)境的系統(tǒng)平衡，才可以保持自然資源與國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

5 水文地質(zhì)評估在地質(zhì)災(zāi)害危險性評估中的運用

水文地質(zhì)災(zāi)害危險性評估，主要是針對現(xiàn)有項目待建設(shè)或者已運行階段水文地質(zhì)發(fā)展情況，以地下水與巖層活動為入手點，對系統(tǒng)地質(zhì)變化進(jìn)行預(yù)先分析。在水文地質(zhì)災(zāi)害危險性評估中，通過對區(qū)域地質(zhì)數(shù)據(jù)及參數(shù)的分析，可保證后期項目安全、穩(wěn)定運行。地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，主要包括地質(zhì)構(gòu)造、巖性巖相、巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、人類工程活動、地形復(fù)雜程度等。其中地質(zhì)危險性發(fā)生主要決定因素，除自身因素以外，還包括降水、地下水變化等，即水文地質(zhì)因素。因此要想確保地質(zhì)災(zāi)害評估的質(zhì)量，那么就應(yīng)該重點分析區(qū)域內(nèi)地下水的一些重要信息，比如地下水類型、補給、徑流、排泄、含水巖組分布及水文動態(tài)變化規(guī)律等，為區(qū)域環(huán)境整體治理工程提供科學(xué)的參考。

5.1 水文地質(zhì)災(zāi)害評估

（1）測繪階段。在這個工作環(huán)節(jié)，主要是對該區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)地貌和水文氣象等方面進(jìn)行綜合分析，之后明確地下水屬于哪種類型，之后深入開展對含水層與隔水層的分析，這樣可以發(fā)現(xiàn)地下水的一些基本情況，包括徑流、補給類型和污染狀況等。水文地質(zhì)人員在進(jìn)行測繪工作的過程中，一般都是運用野外填圖的方式，對垂直巖體、河谷等進(jìn)行科學(xué)的測繪。

（2）物探和鉆探階段。在這一階段，相關(guān)專業(yè)人員需要運用自身的專業(yè)知識，同時借助物探儀器設(shè)備，采取電法、重力等勘探方法，獲得水文地質(zhì)的電性、彈性、密度等參數(shù)信息。另外，要嚴(yán)格按照水文地質(zhì)勘探的相關(guān)規(guī)范要求，在了解區(qū)域內(nèi)水文發(fā)展趨勢的情況下，開展水文地質(zhì)鉆探開展，合理設(shè)置鉆探點，并且設(shè)計探采結(jié)合的鉆探方案。具體在鉆探作業(yè)過程中，需要確保鉆孔深度保持在含水層帶，在100深度內(nèi)的鉆孔斜率也不能超出1.5°。可以采取水質(zhì)法進(jìn)行勘探孔的布設(shè)，還要運用抽水井過濾器這一專業(yè)設(shè)備，從而確保水文地質(zhì)勘測工作的質(zhì)量。

（3）抽水試驗勘測階段。選擇富水地段，運用試驗性的開采抽水方式，或者多孔、群孔的抽水方式，科學(xué)布置抽水孔，一般需要設(shè)置3個抽水孔，以及一到兩條觀測線路。在進(jìn)行抽水試驗的過程中，應(yīng)該最少進(jìn)行三次，并且也要有一定的間隔時間，可以為5min、15min、25min。

（4）動態(tài)觀測階段。為了對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行有效預(yù)防，應(yīng)該掌握地下水的動態(tài)變化規(guī)律，明確地下水的運行方向，還有水量、水位、水質(zhì)等情況的變化也都需要了解。一般來說，對于地下水動態(tài)觀測工作的開展，需要至少堅持1個水文年的時間。通過對地下水的水量、水質(zhì)、環(huán)境影響、開采技術(shù)等方面進(jìn)行評估，可以為地下水開采后的水質(zhì)維護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害防范工作提供科學(xué)的參考。

5.2 防控水文地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)措施

對于水文地質(zhì)導(dǎo)致產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害問題，很多時候都是由于自然和人為因素共同作用下產(chǎn)生的，地下水和巖石介質(zhì)之間會相互影響，最終導(dǎo)致災(zāi)害的發(fā)生。因此，通過水文地質(zhì)評估工作開展，為了降低地質(zhì)危險性，可以采取以下兩個方面的措施：

一方面，通過對當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)生的特征，同時結(jié)合區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)地貌情況，科學(xué)劃分工程建設(shè)的適合、較適合和不適合的區(qū)域。比如，對于那些水域面積大，且建筑群集中的階地邊緣區(qū)域，就是不適合進(jìn)行工程建設(shè)的；如果是地質(zhì)災(zāi)害危險程度較小，并且主要處在第一斜坡威脅的地區(qū)，在工程建設(shè)的時候應(yīng)該要注意避讓特殊區(qū)域，還要注意山體坡腳開挖程度要小，而且在開挖之后還要做好有效的地質(zhì)災(zāi)害防范工作；如果是在斜坡單元影響地區(qū)，或者在泥石流堆積區(qū)域，面對較大的地形起伏程度，災(zāi)害處理難度會很大，此時需要重點關(guān)注氣象預(yù)測信息，為了盡最大努力降低地質(zhì)災(zāi)害造成的危害后果，需要及時做好生產(chǎn)活動轉(zhuǎn)移以及人員安全疏散方面的工作。

另一方面，對于一些地形塌陷區(qū)，由于存在很大的隱蔽性，在進(jìn)行地質(zhì)危險性評估之后，應(yīng)該與當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)部門進(jìn)行溝通，要避免在這些危險區(qū)域施工，需要重新選址建設(shè)。比如，對于公路、管線等類型的工程項目，要確保與地形踩踏區(qū)域之間保持一定的間隔距離。如果是在地表徑流區(qū)域，還要注意采取必要的圍護(hù)措施，否則會影響生活用水的質(zhì)量，對生產(chǎn)生活造成巨大的危害。

6 結(jié)語

綜上所述，水文地質(zhì)因素在地質(zhì)災(zāi)害成因方面占據(jù)了重要的地位，必須加強對地質(zhì)水文因素的關(guān)注，針對地質(zhì)水文環(huán)境進(jìn)行及時準(zhǔn)確的全面檢測勘查工作，預(yù)估其可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害狀況，并提出相應(yīng)有效的防御措施和治理方案，盡最大可能減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，保護(hù)當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境和生命財產(chǎn)安全，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。